A genfi szupergyorsító topkvarkot talált
Talán éppen a Higgs-bozon létének bizonyításával – egy mai grenoble-i konferencián az LHC legújabb eredményeit ismertetik.
A Higgs-bozonnal kapcsolatos kísérletek sorában mérföldkőnek számít, hogy az LHC gyorsítóján, a hét teraelektronvoltos energián elvégzett proton-proton ütközéseket számláló kijelzőn június közepén 70 trilliónál is nagyobb szám jelent meg. (Egy elektronvoltnak nevezzük azt az energiát, amelyet az elektron 1 volt potenciálkülönbség hatására nyer.) Ezzel az LHC teljesítette az egy inverz femtobarnnyi esemény begyűjtését. Június közepén 1092 protoncsomag keringett az LHC gyűrűjében a csak októberre várt nagyságú luminozitással. (A luminozitás az ütközések gyakoriságát jellemzi. Egyenesen arányos az egymással ütköző nyalábok részecskeszámaival, és fordítottan arányos az ütköző felülettel.) Az elmúlt egy hónapban sikerült a protoncsomagok számát 1380-ra emelni, ezzel majdnem elérve a maximális, 2808 keringő csomag felét. Lévai Péter akadémikus, az MTA KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézetének munkatársa, a magyar ALICE-csoport vezetője szerint várhatóan ezen az értéken zajlik az év hátralévő részében az adatgyűjtés. (A csúcsberendezéshez négy nagy detektor – ALICE, CMS, ATLAS és LHCb – tartozik.) Az LHC-n eredetileg 2008 őszén indultak volna az első mérések, azonban technikai problémák akadályozták a gyorsító indulását. A javítás és az újragondolás miatt egy évet csúszott a program. Végül 2009 novemberében startoltak az első igazi fizikai kísérletek. 2010. március 30-án minden korábbinál nagyobb energiájú ütközésekre került sor. Először sikerült hét tera elektronvoltos ütközéseket elérni, majd ugyancsak először tudták ezt stabil nyalábokkal is megtenni. Ezzel új korszak kezdődött az LHC-nál, egyúttal a nagyenergiás fizikában. Az ütközési gyakoriság növelése során az idén április 21-én sikerült elérni, majd túlhaladni az amerikai TEVATRON által 2010-ben elért korábbi rekordot. Azaz április vége óta az LHC a luminozitásrekorder.
A hadronütköztető az elmúlt időszakban stabilan és szinte folyamatosan működött. A fő cél most már az, hogy milliószámra keletkezzenek ütközések, minél több ütközési adatot mentsenek el, a számítógépek pedig minél gyorsabban elemezzék ki a hatalmas adattömeget. Lévai Péter szerint trilliónyi ütközésből kell kiválasztani azt a néhányat, amely új anyagformákra, új részecskék jelenlétére utalhat. A fizikus szerint amit eddig elméletileg állítottunk a standard modellről, azt a genfi kísérletek igazolták. A fizikusok örömmel vették tudomásul, hogy az eddig összegyűjtött adatokban sikerült újra megtalálni a topkvarkot, valamint az egykor Nobel-díjat hozó nehéz vektorbozonokat, a W és a Z bozont, amelyek a standard modell fontos építőkövei. Valójában már csak a Higgs-bozon hiányzik, annak létezésére eddig nincs egyértelmű bizonyíték. Csak azt sejtjük, hogy léteznie kell.
Idén áprilisban az ATLAS-kísérlet egyik kiszivárgott belső feljegyzése szerint olyan eseményeket figyeltek meg, amelyek egy Higgs-részecske bomlására utalhatnak. A Higgs-részecske felfedezése az LHC-kísérletek egyik fő tudományos célja: a hipotetikus részecske létezése elengedhetetlen a többi részecske tömegének magyarázatához a standard modellben. A Higgs-részecske 2000 óta „kísért”. Ekkor a Higgs-részecske kvarkokra való bomlására utaló jeleket találtak, de ezt más módon nem sikerült megerősíteni. A Higgs-részecske nagyon ritkán két nagy energiájú fotonra is elbomolhat az elméleti modellek szerint. Az erre utaló jeleket vélték most látni az ATLAS-kísérletnél. Horváth Dezső fizikusnak a cernblogon olvasható megjegyzése szerint ezt a bomlást nagyon nehéz észlelni, megerősítéséhez nagyon sok ismétlésre lenne szükséges. Az amerikai Fermilab egyik kísérleténél is bejelentettek a Higgsrészecske jelenlétére utaló felfedezést, amelyet azonban egyelőre szintén nem sikerült megerősíteni.
